LE FONCTIONNEMENT CEREBRAL Y COMPRIS CHEZ NOS CHERS EIP
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COLLOQUE NEUROSCIENCES
« Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? »
CRAP - UNSA
20 novembre Marseille
LE FONCTIONNEMENT CEREBRAL Y COMPRIS CHEZ NOS CHERS EIP
Dominic Sappey-Marinier
CERMEP Imagerie du vivant – Hôpital neurologique
Faculté de médecine Lyon Est – Université Claude Bernard Lyon 1
Docteur en biophysique, et enseignant-chercheur en imagerie médicale et neurosciences à la Faculté de
Médecine de l'Université de Lyon. Au sein du département IRM du CERMEP, le centre d'imagerie du vivant
de Lyon et du laboratoire CREATIS (CNRS UMR 5220 & INSERM U1206), il développe l’imagerie cérébrale
dans le domaine des sciences cognitives, neurologiques et psychiatriques.
Il a été président-fondateur de la Société Française de Résonance Magnétique en Biologie et Médecine
(SFRMBM). Actuellement, il est Secrétaire Général du comité de protection des personnes (CPP) Sud-Est III et
membre du conseil d’orientation de l’Espace de Réflexion Éthique de la région Auvergne-Rhône-Alpes. Il est
également co-auteur du livre « Manager la génération Y avec les neurosciences » publié en 2011 aux éditions
Eyrolles.
W avec Olivier Revol et Fanny Nussbaum sur la précocité
Equipe CREATIS « Imagerie cérébrale »
Neurosciences regroupe tout ce qui se passe autour du cerveau
Avant 3 parties : Neurosciences/Sciences cognitives (philosophe, fonctionnement cérébral)/psychologie
Aujourd’hui, ce terme regroupe différentes disciplines : neurobiologie, neurogénétique, électro
neurophysiologie, psychologie, sciences cognitives…. L’évolution se fait vers la psychologie cognitive.
L’imagerie anatomique, fonctionnelle et métabolique et la génétique nous permettent d’approfondir les
recherches
Cerveau : un très grand consommateur d’énergie : 20 % de l’énergie du corps, 2 % du poids du corps (1,3 à
1,4 kg). Le travail intellectuel intense entraine d’ailleurs une perte de poids !
Besoin d’O2, H20, glucose
Production de chaleur
72% d’eau dans la substance blanche
80 % d’eau dans la substance grise
3 types de cellules :
neurones dans la substance grise (corps cellulaires),
astrocytes dans la substance blanche entourent les vaisseaux sanguines et transmettent de le
l’information et de l’énergie aux neurones, axones des neurones dont la myéline X 100 la
transmission de l’information
oligodentrocytes qui créent des gaines de myéline autour des axones et permettent à l’influx nerveux
d’aller plus vite
Un réseau extraordinaire comparé à l’ensemble des galaxies de l’univers
89 MM de neurones
10000 synapses
1 neurone mesure 20 microns
1 neurone peut faire la taille d’un mètre
1 million de milliards de connexions
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 1 cet ensemble de réseau est le connectome = plan complet des connexions neuronales d’un cerveau
(1 projet américain et 1 projet européen)
http://www.humanconnectomeproject.org/gallery/
De très belles photos de faisceaux neuronaux et des vidéos
Le cerveau de l’enfant est structuré dès la naissance et il évolue jusqu’à l’âge de 25 ans
Madame DEHAENE travaille sur les bébés (G Dehaene-Lambertz et al, Science, 2002, J. Dubois et al)
Tous les grands faisceaux de connexions sont en place et de nombreux réseaux spécialisés sont déjà en
activité
La matrice génétique du cerveau est modifiée par les stimuli extérieurs : on ne modifie pas les gènes mais on
modifie leur expression
Aujourd’hui, nous savons faire des liens entre le développement des capacités et le support neuronal.
Images de faisceaux neuronaux, de connexions synaptiques
1 Plasticité corticale : le cerveau est capable de créer des connexions en fonction des stimulations
Acquisition de la lecture : activation de l’aire de la forme des mots
réseau du langage : hémisphère gauche
Il existe une variation entre individus mais aussi entre sexes :
Un homme droitier utilise 80 % de son hémisphère gauche et 20 % droit
Une femme utilise 50% de son hémisphère gauche et 50 % de son hémisphère droit
S’il existe une perte de fonction, l’individu peut compenser en utilisant une zone de l’autre hémisphère. Par
exemple, chez l’aveugle, la stimulation du cortex auditif va entrainer l’utilisation du cortex visuel.
L’insula (5ème lobe du cerveau –structure très ancienne) traite la douleur, le schéma corporel
2 Neurogénèse : elle a été mise en évidence depuis 30 ans
on produit des neurones après la naissance
o Hippocampique 10000 neurones /jour
o Sous ventriculaire 30 000 neurones/jour
Elle est très active jusqu’à l’âge de 25-30 ans. Continue-t-elle avec l’âge ? A ce jour, nous ne sommes pas en
mesure d’apporter de réponse.
3 Epigénèse (1972 Jean-Pierre Changeux)
Elle a remplacé les notions d’inné et d’acquis.
o croissance des dendrites et des axones
o sélection des réseaux par myélinisation et activité synaptique en fonction des stimulations
o densification de la substance grise
4 Epigénétique
o modification moléculaire par répartition de la fonction
o modification réversible de l’expression génétique par l’environnement
o transmission de l’ « empreinte culturelle » à nos enfants : par exemple, transmission de
comportements jusqu’à 3 générations
Impossible de changer l’ADN mais il existe sur l’ADN, des méthylations (CH3) se mettent sur les gènes et
transforment l’expression des gènes
Un gène crée 100 protéines et peut donc faire 100 choses différentes
Pour exemple : lors d’une maladie génétique, nous constatons que les symptômes et le comportement
clinique sont différents, alors qu’il s’agit de la même maladie.
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 2Trois modes de fonctionnement modulés par l’attention
1 Inconscient cognitif (analogique - Lionel Naccache, neurologue)
o fonction automatique
o rapide inférieur à 300ms
o émotionnel (limbique)
o neurones courts : fibres U
https://www.lemonde.fr/medecine/video/2018/08/28/les-secrets-du-cerveau-devoiles-par-lionel-
naccache-neurologue_5347039_1650718.html
2 Préconscient
Notre système attentionnel va faire monter l’info de l’inconscient au pré conscient puis vers le conscient
3 Conscient (analytique)
o lent Supérieur à 300 ms = 1/3 s
o rationnel (CPF)
o neurones longs
Se situe sur la partie frontale du cerveau.
En pédagogie, on joue sur les 3 niveaux = apprentissage inconscient à conscient
Les EIP fonctionnement beaucoup sur l’inconscient et ont des difficultés à passer vers le conscient en lien
avec un déficit du système attentionnel.
Développement du cerveau : 3 grandes étapes
importance du corps calleux
1 - de 0 à 5 ans
développement de la substance blanche
myélinisation jusqu’à 4 ans
2 - de 5 à 10 ans
la substance grise s’épaissit
pic d’hormones et dopamine
surproduction d’axones et de synapses (amygdale et noyau accumbens)
3 - 10 à 15 ans
Surproduction d’hormones et de neurotransmetteurs avec densification de la substance grise par élagage
synaptique surtout dans les structures émotionnelles
4 - 25 ans
stabilité du cerveau
La densification de la substance grise commence par l’occipital et finit par les lobes frontaux
L’adolescent : un cerveau sous contrôle émotionnel
Système limbique appelé autrefois reptilien
Par rapport au singe, l’homme a développé ses lobes frontaux mais l’homme est toujours gouverné par le
système limbique : amygdale gouverne les émotions dont nos peurs
les hippocampes : structure de mémorisation à côté de l’amygdale = un message ancré avec des émotions
est mieux mémorisé car il y des neurones qui les connectent
les neurones olfactifs sont proches de l’amygdale : mémorisation plus importante
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 3Le système de récompense
Noyau accumbens plaisir (émotions positives)
Ce système est très important dans l’apprentissage
Désir Motivation
CPF
Cortex
cingulaire
antérieur
(conflit)
Plaisir récompense Souffrance Peur punition
Accumbens Amygdale
Acceptation ou refus de la nouvelle information
9 grands systèmes dans le cerveau
1 Emotion
1 système autonome
2 système limbique
3 système de récompense
2 Perception
4 système sensitif
5 système moteur
6 système d’apprentissage et de mémoires
3 Cognition
7 langage
8 fonctions exécutives (raisonnement, abstraction, planification (tout au bout du préfrontal), inhibition,
attention, flexibilité)
9 conscience (expérimentale, réflexives, anti-réflexive).....
Un des problèmes de l’informatique : on suit un programme et on ne revient pas en arrière donc pas de
vision globale = pas de structure des étapes que l’on a réalisées = temporalité des actions non intégrée
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 4L’intelligence
Théories de l’intelligence
1905 : Alfred Binet c’est ce que mesurent les tests » : vision très pragmatique
1911 : Ch Spearman : 1 intelligence générale (facteur g) : existence d’un seul facteur responsable de
l’intelligence
1936 : L.L.L Thurstone : des intelligences multiples
1977 : H. Gardner 7 puis 9 facteurs formes d’intelligences
1941 : R. Catelle : 2 facteurs 2 types d’intelligences : fluide (innée) et cristallisée (acquise par l’expérience)
1983 : R. Stemberg : intelligence analytique, pratique et créative
1993 : J Bissel-Caroll (CHC) : modèle d’intelligence à plusieurs strates
des coefficients pour chaque capacité - l’ensemble donne un niveau d’intelligence (correspond assez bien au
QI)
Deux formes d’intelligence
EXTERNE : cristallisée – dans le Wisc 5 cela correspond à l’indice de compréhension verbale ICV gC
INTERNE : fluide indice de raisonnement perceptif serait sur le visuo-spatiale et l’innée IRP gF
« L’esprit intuitif est un don sacré et l’esprit rationnel est un serviteur fidèle.
Nous avons créé une société qui honore le serviteur et oublié le don » Einstein
Il n’y a pas de région de l’intelligence, c’est l’assemblage de toutes les zones du cerveau qui crée
l’intelligence.
Prémices de l’anatomie fonctionnelle
Franz Gall = phrénologie
Broca = identification de l’aire de Broca
Le cervelet n’est pas inversé (droite/gauche) comme le cerveau
IRM fonctionnelle : histoire d’O2
Pour bouger un doigt, il y a dans le cerveau, une vasodilatation des vaisseaux = augmentation du débit
sanguin qui change le signal la désoxyhémoglobine est magnétique et change le signal de l’IRM fonctionnelle
IRM fonctionnelle de stimulation (à l’aide d’une électrode pendant une intervention chirurgicale)
IRM fonctionnelle de repos : on voit les connexions au repos, ce qui permet de séparer les réseaux et ainsi
de les analyser.
Elle permet de voir :
le réseau par défaut (connexion ente le préfrontal et le pariétal = grande autoroute) réseau de
l’introspection permet de créer, d’imaginer = [intérêt de la pause Pomodoro et du temps de rêve]
le réseau des fonctions exécutives dorso-latéropréfrontal : contrôle des stimulations extérieures
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 5 le réseau de la saillance : détecte ce qui sort de l’ordinaire, (exemple : on entend notre prénom dans
une ambiance bruyante) s’appuie sur les régions émotionnelles (insula) chef d’aiguillage toujours en
alerte entre l’interne en et l’externe
SALIENCE NETWORK
réseau de saillance
INTERNE EXTERNE
DEFAULT NETWORK Anticorrélation CENTRAL EXECUTIVE NETWORK
Réseau par défaut Réseau des fonctions exécutives
Intelligence émotionnel
connexion entre réseau de la saillance et l’émotionnel
IRM de diffusion
1827 : observation de l’agitation moléculaire Robert Brown (mouvement aléatoire) : il observe des grains de
pollens qui bougent dans tous les sens mais en fait ce sont les molécules d’eau qui bougent
1905 : théorie de la diffusion par Einstein les molécules soumises à la température de l’environnement
bougent (une goutte d’encre dans mon verre se diffuse mais s’il n’y a pas de place dans un tube, elles vont
bouger).
Le cerveau est constitué d’eau et grâce au déplacement de l’eau dans les neurones, on matérialise les
faisceaux de neurones, c’est l’image qui est transmise par l’IRM.
Malpas et al J.clin Neurosci (2016)
Pariéto-frontal intégration Théorie de l’intelligence ?
Pas de région de l’intelligence
L’étude de Jung et Haier 2007 a identifié des zones dans le cerveau au niveau frontal, pariétal et temporal
Enfant à Haut potentiel (HP)
Quelles caractéristiques générales ?
Communes :
rapidité de traitement plus importante
hypercontrôle/pensées obsédantes
hypersensibilité
Contextuelles
voie d’expression du HP : raisonnement, perception, interaction ?
Structure de personnalité ?
Type de HP : laminaire ou complexe
Tests de Wechsler du QI (WISC IV)
QIT supérieur à 130 : homogènes = laminaires 4 indices homogènes
QIT supérieur à 130 : hétérogènes = complexes
avec un indice de compréhension verbale élevé mais un indice ................. normal
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Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 6COMPLEXES (image ET) LAMINAIRES (image de l’ours)
Anxiété
Moins de créativité
Troubles du comportement
Une moins bonne motivation
PLUS Troubles de l’apprentissage car ils croient qu’ils
intrinsèque
comprennent vite mais ont sauté des étapes
Manque d’identité
Troubles associés : dys, attention, mémoire
PLUS
, motivation intrinsèque Attention concentration
MOINS Côté visionnaire Perfectionnisme
Créativité Adaptation sociale
Énergie torrentielle
Les faisceaux de substance blanche sont plus efficaces : meilleure connectivité chez les HP
La connectivité est plus importante chez le laminaire par rapport au complexe, donc il est plus efficace.
Chez les complexes, la connectivité est plus grande sur l’hémisphère gauche 60 %
Chez les laminaires, la connectivité est plus équilibrée mais elle est un peu plus importante dans
l’hémisphère droit.
L’hémisphère gauche est notre « premier » cerveau
Hémisphère gauche Hémisphère droit
Langage mémoire Visio-spatial, évaluation
Maturation précoce Maitrise : attention, inhibition
Référence interne Adaptation, flexibilité
Autocentré tout ce qu’il pense est vrai
NOTRE MODELE
HP COMPLEXES HP LAMINAIRES
= INTERPRETEURS (explorateurs) = ADAPTATEURS
plus de gauchers chez les complexes
Le QI est corrélé à la densité des réseaux (support anatomique à l’intelligence) avec un réseau homogène
Les réseaux de neurones sont :
- soit plus locaux (modularité)
- soit plus denses (densité) lien avec le QI
Les complexes ont :
une moins bonne connectivité dans le préfrontal
une meilleure augmentation de l’hippocampe (mémoire)
ne se maîtrisent pas mais se connaissent bien
Les laminaires ont :
une moins bonne connectivité dans l’orbito-frontal (gestion des émotions et de la motivation)
se maitrisent mais se connaissent moins bien
Un enfant HP reste HP toute sa vie
Ouvrage à paraître en début janvier 2019
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 7Questions et échanges
Rôle du sommeil dans l’intelligence
les enfants HP complexes dorment moins car plus de terreurs nocturnes, d’angoisses
mais peu d’études
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 8L’APPORT DES NEUROSCIENCES EN PEDAGOGIE
Sandrine Rossi, Docteur en psychologie cognitive, maître de conférences, Département de Psychologie,
responsable du Master en psychologie de l’Education
Laboraratoire de Psychologie Caen Normandie, LPCN EA7452, Maison de la Recherche en Sciences Humaines
USR3486 CNRS, Université de Caen Normandie, Normandie Université.
https://sites.google.com/site/sandrinerossipsycho/
1) Les neurosciences de quoi parle-t-on ?
2) Connaître le cerveau pour mieux enseigner
3) La neuroéducation : une utopie ?
4) L’attention et la métacognition en éducation
5) Applications à l’école et au collège
1) Les neurosciences de quoi parle-t-on ?
1950 une révolution intellectuelle
Le cognitivisme : théorie du traitement de l’information
Comment les connaissances se construisent-elles et comment l’être humain va-t-il les utiliser tout au long de
sa vie ? L’être humain traite de l’information, mais quels sont les processus qu’il utilise ?
On s’intéresse à l’empan de vie du nourrisson à la personne en fin de vie et aussi aux différences entre les
personnes
Fondateur: Jérôme Bruner (1915-2016)
1956 – A study of thinking
La caractéristique de l’homme est d’apprendre sa capacité d’apprentissage
Le développement cognitif repose sur des facteurs innés de l’évolution mais le rôle de l’environnement est
majeur.
L’enfant intériorise, organise et maitrise des connaissances
George Miller 1920-2012)
1956 The magical number seven
Il met en avant les limitations du système cognitif, nous n’avons pas les capacités d’un ordinateur…
La mémoire immédiate est limitée à 7 + ou – 2 unités d’informations
Bruner et Miller, cofondateurs de l’université de Harvard
Puis naît le domaine des sciences cognitives
La psychologie nait de la philosophie et elle va ensuite mesure, chiffrer
Le courant cognitiviste émane des psychologues. De ce cognitivisme naissent les sciences cognitives
Elles regroupent plusieurs disciplines pour comprendre la cognition : anthropologie, intelligence artificielle,
philosophie, linguistique, neuroscience autour de la psychologie cognitive
Ce que nous sommes est téléguidé par un organe le cerveau
Une voie vers une meilleure compréhension de pensée
Howard Gardner : objectiver le comportement afin de répondre aux questions relatives à la nature des
savoirs
Les sciences cognitives sont une tentative contemporaine faisant appel à des méthodes empiriques.
Les neurosciences s’invitent dans l’éducation
1988 Brain, Neuroscience and Education Group AERA
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 91999 Projet sciences de l’apprentissage et recherche sur le cerveau OCDE
2002 Comprendre le cerveau aider à comprendre comment le cerveau comprend : publication du rapport de
l’OCDE
mais l’OCDE pense économie, efficience
2004 Création de la Mind society
2005 Les sciences se positionnent et des ouvrages à destination des enseignants sont édités Revue SCIENCE
avec un edito« Pedagogymeets neurosciences »
2007 1ère revue scientifique MIND BRAIN and EDUCATION, revue universitaire trimestrielle publiée par Wiley-
Blackwell. Il a été créé en 2007 en tant que journal officiel de la Société internationale de l’esprit, du cerveau et de
l’éducation par Kurt W. Fischer et David B. Daniel, directeur de la rédaction.
Première conférence de l’IMBES (International, mind, brain brand education society) aux Etats Unis
https://imbes.org/
2009 Nouvelle science de l’apprentissage au carrefour de la psychologie, l’éducation et les neurosciences
avec de nombreuses publications
2) Connaître le cerveau pour mieux enseigner
La loi de 2005 sur l’inclusion scolaire fait penser que faire entrer les « sciences cognitives » à l’école ne serait
pas une mauvaise chose, notamment dans la formation des enseignants.
Le cerveau contraint l’apprentissage
Apprendre modifie le fonctionnement du cerveau au plan anatomique et fonctionnel
La neuro-imagerie est une méthode de plus pour ouvrir la boîte noire
Il faut avoir cela dans son cartable d’enseignant mais aussi dans son cartable d’élève
Le cerveau va se modifier de façon importante avec l’âge
10% des connexions sont effectives à la naissance
1 neurone : 20 microns
1 axone peut atteindre plus de 2 mètres
Le cerveau a une surface de 2m2 si on l’étale
Reprise de l’image de Steve Masson (Québec) le cerveau est une forêt et plus vous allez emprunter les
mêmes chemins plus ils vont permettre de tracer des autoroutes d’accès à l’information.
Une lente maturation de la substance grise
Chez un nourrisson de 7 semaines, les régions des lobes pariétaux (motrices, sensorimotrices ;..) sont plus
matures
On perd aussi des neurones dès la première année de vie. On va faire mieux mais avec moins avec une plus
grande densité de substance grise mais celle-ci conduit des automatismes.
Une maturation différentielle
A 17 ans, le cortex préfrontal n’est pas à maturité complète.
Le préfrontal mature en dernier entre 21 et 25 ans
Une lente maturation de la substance blanche
Chez un nourrisson il y a de grands faisceaux de fibres blanches qui vont devenir de plus en plus denses
Plasticité anatomique et fonctionnelle
Une réorientation de la fonction des circuits cérébraux
changements de la force et de la vitesse des faisceaux de connexion
changements des connexions neuronales
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 103) La neuroéducation : une utopie ?
Les stratégies métacognitives ont une place majeure dans l’apprentissage. Il existe des difficultés de certains
élèves à comprendre le sens des apprentissages. Comment leur faire comprendre l’intérêt de l’école ?
L’école : ses exigences
s’adapter à la vie en groupe
attendre son tour, faire des compromis
prendre sa place, se faire accepter
se retenir
de trop parler, bouger, réagir émotivement
s’appliquer
enregistrer les informations et les retenir
subir la pression de la réussite, la compétition
se corriger
persévérer
L’apprentissage scolaire
C’est quoi ?
Modifier durablement ses représentations mentales et ses schèmes d’action
Ça sert à quoi ?
à s’adapter à son environnement tout au long de la vie
Processus actif et constructif :
L’apprenant participe activement à son apprentissage
en sélectionnant, en ajoutant des informations, en construisant des règles
expérience : une classe sans rien sur les murs et une avec plein de choses sur les murs avec le même cours, le
même prof, les élèves réussissent mieux dans la salle de classe sans rien sur les murs
Existence de liens entre les nouvelles infos et connaissances antérieures
connaissances antérieures = point d’ancrage pour les nouvelles (rôle du sommeil)
engage autant les connaissances théoriques que les stratégies métacognitives
démarche d’acquisition peu d’utilisation des connaissances
requiert l’organisation constante des connaissances
Les élèves en difficultés scolaires :
- ne traitent pas l’information pertinente dans l’énoncé
- ne prennent pas assez de temps pour comprendre le but de la tâche
- utilisent une stratégie qui n’est pas adaptée mais qu’ils pensent maitriser
- fonctionnent plus par analogie
- persistent dans des stratégies inefficaces
- décident rapidement d’arrêter la tâche
- ne vérifient pas s’ils vont dans le bon sens, ni si le résultat obtenu est correct
CNIRE mai 2017
http://www.education.gouv.fr/cid106484/le-cnire-role-et-missions.html
« Ce qui créait les inégalités à l’école réside dans « le rapport au savoir » et donc dans la difficulté de certains
élèves à saisir le sens des apprentissages
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 114 piliers de l’apprentissage
engagement actif : réseau exécutif
consolidation : rôle de l’apprentissage distribué, rôle du sommeil,
retour d’information : avoir du feed-back, pas forcément punitif
attention au cœur de ces piliers
Les contraintes des apprentissages scolaires
Pyramide d’Henri Tricot
faible valeur adaptative
différence entre la tâche et le but d’apprentissage
importance de l’attention
processus d’apprentissage
Approche neurocontructiviste (Johnson 2011)
Maturation
Gènes Environnement
Compétition
Coopération
Représentations entre les réseaux Spécialisation
mentales neuronaux fonctionnelle
complexes
Émergence de compétences nouvelles
La neuroéducation
L’un des objectifs est d’adapter les pratiques éducatives au fonctionnement cognitif que neurocognitif de
l’élève
On ne sait rien des apprentissages en interaction car avec la neuro-imagerie on met le sujet dans le noir sur
une seule personne
1) L’attention et la métacognition en éducation
Déduire du fonctionnement cérébral les moyens de domestiquer l’attention
L’attention est le carburant mental. Nos yeux voient tous la même chose, mais nous ne percevons pas tous la
même chose.
Processus psychologique fondamental
permet de concentrer l’activité mentale sur un sujet déterminé
rôle primordial
pour comprendre comment nous parvenons dans un flux continu d’infos à orienter, focaliser notre
perception, notre mémoire, pensée pour atteindre nos buts
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 12PERCEPTION (image d’une chaine) CONSCIENCE
ATTENTION (fait le lien entre la perception et la conscience)
L’objectif est de rendre les élèves conscients de leurs processus de pensée.
Chacun construit sa perception.
Le cycle PERCEPTION/ACTION
3 à 5 cycles perceptions action par seconde, les cycles s’enchainent
Action Outcome
Prédiction perception
Le contrôle de l’attention est souvent le contrôle de l’action
le choix de l’action est le résultat d’une décision
une seule erreur d’inattention, et tout est chamboulé
L’attention au coeur des apprentissages
Elle fonctionne comme un projecteur
elle amplifie l’apprentissage
on en dispose en quantité limitée
Posner et Rothbart
L’attention revêt 3 formes :
ALERTE Modulation globale de la vigilance
ORENTIATION Sélection de l’information
EXECUTION Volonté et contrôle
L’attention permet le contrôle cognitif des pensées et des comportements
Le contrôle cognitif est nécessaire pour apprendre (contrôle d’action et de pensée).
planifier, sélectionner, initier, exécuter, superviser
anticiper
prendre le temps de réfléchir
maintenir son objectif
planifier sa démarche
Le lent développement du contrôle cognitif (Dajani et Uddin 2015)
Passer d’une leçon de maths à une leçon d’anglais est difficile attentionnellement
le développement neurocognitif est lent
Contrôle cognitif sous la dépendance d’une mémoire
la mémoire de travail permet de se représenter mentalement son environnement immédiat, de maintenir
des informations à court terme et d’agir en fonction de ses objectifs
Son efficience est prédictive
Source de différences interindividuelles
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 13Contrôle cognitif et autorégulation
Autorégulation (de bonnes capacités d’autorégulation sont favorables à la réussite scolaire)
Maintenir un niveau émotionnel, motivationnel et cognitif optimal au service des actions dirigées
vers un but
Contrôle cognitif .... Régulation émotionnelle
Engagement délibéré dans une et Modularisation ou modulation ?
pensée ou une action intra et inter personnelle de
.... l’émotion
METACOGNITION EMOTION
Développement de la ......
connaissance de soi
Travailler sur l’apprendre à Réguler ....
apprendre
Ferrier et al Frontiers and psychology 2014
Soutenir l’autorégulation par la métacognition
Rossi et al 2015
voir conseil scientifique de l’éducation
les connaissance métacognitives
savoir comment, quand et pourquoi une stratégie de connaissance
contrôler, planifier et autoréguler ses processus de pensée
Très peu d’études chez le jeune élève sur la métacognition
Les mêmes capacités dans les mêmes zones de contrôle cognitif de contrôle émotionnel, métacognitif
ATTENTION
contrôle cognitif
MÉMOIRE DE TRAVAIL régulation METACOGNITION
émotionnelle
AUTOREGULATION
Rossi 2018
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 14LA NEUROEDUCATION EN QUESTIONS
Nicole Bouin, professeur de lettres-histoire en lycées professionnels, diplômée en sciences de l’éducation
et en psychologie cognitive, formatrice d’enseignants, militante CRAP, auteure de "Enseigner : apports des
sciences cognitives" chez Canopé.
https://www.reseau-canope.fr/notice/enseigner-apports-des-sciences-cognitives.html
Coordonne le numéro des Cahiers pédagogiques sur les DYS à paraître
3 cas de figures
beaucoup de recherches confortent les intuitions pédagogiques
d’autres invalident certaines théories pédagogiques
les tâches complexes sont plus efficaces que les exercices sériés
quelques recherches ouvrent des pistes insoupçonnées
La confirmation scientifique donne de la force au principe éthique pour son application dans la pratique
quotidienne
Le fait d’enseigner le fonctionnement du cerveau : confiance, motivation, progrès
Le stress stimule la sécrétion de cortisol qui a un effet néfaste sur le cerveau. Il est donc utile d’expliquer aux
élèves comment fonctionne leur cerveau.
SYSTÈME ATTENTIONNEL
attention perceptive et attention exécutive (cf. Lachaux, maitre de conférences)
https://www.youtube.com/watch?v=QDmtaPwKhow
définition attention
processus de sélection d’activation et de facilitation de certains réseaux de neurones aux dépenses des
autres
L’attention est différente de la concentration : l’attention implique l’attrait pour quelque chose, la
concentration est un terme non scientifique qui fait référence à une tâche à produire.
expérience
enfants : poutre bulle 1
adolescents : plateau sans bord avec 2 billes + déplacement
on passe par le corps pour ressentir ce qui est nécessaire
normal que l’attention s’échappe = déculpabiliser
veiller à ne pas la laisser partir quand c’est important = outiller
en étiquetant ce qui fait décoller l’attention (souci personnel, bruit dans le couloir)
en ramenant l’attention par un geste imperceptible des autres (serrer son petit doigt)
Programme attentionnel PIM perception, intention, mode d’action
séquences d’apprentissage dédiées
aligner en permanence l’attention à l’intention
Intention
3UC : Unique, Claire, concrète et à Court terme
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 15Double tâche : Caroline Huron
impossible sauf si la tâche est automatisée mais les élèves DYS n’en sont pas capables.
signe invisible (nouveau film avec un rideau qui change de couleur en plus du singe)
Minimoi et maximoi : la microcognition
La décomposition en tâches simples minimoi favorise le circuit de la récompense
Laisser du temps aux élèves pour construire des images, se parler les gestes mentaux
Dropbox : gestion mentale et neurosciences Nicole BOUIN
Faire découvrir le plaisir de réussir une tâche difficile
Préciser les consignes
6 conseils de Steve Masson
https://digital-learning-academy.com/steve-masson-comment-la-connaissance-du-cerveau-permet-elle-de-
mieux-enseigner/
Activer régulièrement les réseaux neuronaux : tester quotidiennement, réactiver sans cesse
inutile de relire : c’est inefficace,
faire revenir à la mémoire ce qui est possible et compléter avec le cahier
Pour les élèves de LP :
début de cours : aller rechercher dans votre tête ce que vous reste du dernier cours
annoncer les 3 éléments essentiels et après chaque élément essentiel laisser du temps pour évoquer
mentalement
structurer les contenus
développer les capacités d’inhibition : développer la « oupsologie » : oups ! j’allais faire cette erreur,
je stoppe
aider l’élève à repérer dans une situation les signaux d’alerte qui font que je dois passer du mode
automatique au mode réflexif
initier le transfert : aider les élèves à trouver ses propres stratégies
apporter un feed-back adapté
Cours de DEHAENE sur différence entre métacognition et introspection cognitive
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 16Pour aller plus loin : quelques outils pédagogiques :
• Les petites bulles de l’attention de Jean-Philippe Lachaux, une BD pour aider les enfants à mieux comprendre le
fonctionnement de leur cerveau…
• Vidéos associées :
- Le cerveau funambule : RAPPEL https://www.youtube.com/watch?v=TTHrFf9RYU4
- Le cerveau funambule : PIM https://www.youtube.com/watch?v=h12qckEV0cU
- Le cerveau funambule : Les bulles de l’attention https://www.youtube.com/watch?v=iHbrohxaGuc
Avec Dominique Sappey-Marinier
• Ouvrage aux éditions Eyrolles : Manager la génération Y avec les neurosciences
https://www.editions-eyrolles.com/Livre/9782212548419/manager-la-generation-yavec-les-neurosciences
• Vidéo : Enfants à haut potentiel - apport de l’imagerie fonctionnelle :
https://www.youtube.com/watch?v=vJ1buvFBt2c
Avec Sandrine Rossi
• Site personnel : https://sites.google.com/site/sandrinerossipsycho/
• Portail scientifique https://www.researchgate.net/profil...
• Ouvrage aux éditions CANOPE : Découvrir le cerveau à l’école (meilleures ventes 2017, réédition 2018) :
https://www.reseau-canope.fr/notice/decouvrir-lecerveau-a-
lecole.html?gclid=EAIaIQobChMIq8uVvIb52wIVkFRCh2JwgOzEAAYASAAEgIhhfD_BwE
• Parcours M@gistere associé :
https://www.reseau-canope.fr/notice/decouvrirle-cerveau-a-lecole-les-sciences-cognitives-au-service-des-
apprentissages.html
• Un projet en cours qui a reçu le prix de l’innovation pédagogique 2017 - article récent ici :
http://theconversation.com/psychologie-et-neurosciences-cognitives-auservice-des-apprentissages-au-college-94266
• Fiche experitheque :
http://eduscol.education.fr/experitheque/consultFicheIndex.php?idFiche=12585
• Vidéo :
https://www.youtube.com/watch?v=YsYK4IXP9HI journées innovation 2017
• Outil de remédiation cognitive de la mémoire de travail conçu avec mes collègues canadiens :
http://www.memoaction.com/memoaction
voir aussi https://www.scoop.it/t/gestion-cognitive
https://www.youtube.com/watch?v=5IwH_yGT8-Q Reflecto au boulot GAGNE
Le modèle Réflecto est un outil de médiation/remédiation cognitive visant à aider les enfants à gérer efficacement leurs
ressources exécutives (Éditions Chenelière éducation et centre d’apprentissages Cogito)
Avec Nicole Bouin
• Ouvrage aux éditions CANOPE : Enseigner : apports des sciences cognitives https://www.reseau-
canope.fr/notice/enseigner-apports-dessciences
• Une vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=HpvIBJqg81g
Séminaire « Les neurosciences ont-elles une place dans l’enseignement ? » 20 novembre 2018 Marseille
Notes rédigées par Martine Pascal IEN SBSSA, Souria Daineche PLP STMS 17Vous pouvez aussi lire
